Battery Management System et PCM - Enix Power Solutions

BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

De l’anglais « Battery Management System », le BMS est un système électronique permettant le contrôle de la charge et parfois également de la décharge des accumulateurs composant une batterie. C’est un élément indispensable qui assure à la fois une sécurité optimale ainsi qu’une bonne longévité de la batterie. Afin d’optimiser les capacités de la batterie et d’empêcher les sous-tensions ou surtensions, le BMS veille à l’équilibrage des cellules entre elles. On peut considérer qu’il existe deux types de BMS, actif (non dissipatif) et passif (dissipatif).

ACTIVE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

Le système de gestion de la batterie permet une diminution des coûts de sur-dimensionnement, de réduire son poids et son facteur de forme, de réduire le temps de chargement, de prolonger la durée de vie, d’augmenter la fiabilité et d’améliorer la sûreté et la sécurité.

Ce système de gestion de pointe offre un fonctionnement plug-and-play pour une extrême facilité d’utilisation. Avec des applications allant des véhicules industriels et électriques légers aux systèmes de stockage d’énergie renouvelable, ce système d’équilibrage actif peut permettre de prolonger la durée de vie de la batterie jusqu’à 30% de plus, offrant de multiples avantages à travers la chaîne de valeur de la batterie.

Les systèmes de gestion de batteries actifs permettent de :

Les forts courants de balancing (jusqu’à 25 fois plus fort) bien supérieurs aux systèmes conventionnels permettent un équilibrage efficace pendant les phases de charge et de décharge du cycle de la batterie, pour des performances optimales au fil du temps, moins de problèmes d’hivernage et de stockage, une sécurité accrue, les statistiques d’utilisation (conditions d’exploitation, données de cycle de charge, d’avertissement journaux, et plus).

Une architecture de système modulaire unique pour avoir un équilibre le plus efficace possible. Celle-ci est brevetée et permet des configurations de batteries allant de 12 volts à plus de 600 volts, sans compromettre les rendements d’équilibrage. Parce que l’énergie n’est pas toujours transférée entre deux cellules adjacentes, cette conception modulaire unique est cruciale pour que l’équilibrage soit réellement efficace, car elle permet de contourner les cellules adjacentes pour fournir l’énergie aux cellules « faibles », où qu’elles se trouvent.

PASSIVE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

Le système dit passif utilise la dispersion de chaleur (résistances) pour corriger les différences d’état de charge entre les cellules et niveler leur niveau d’énergie. Ce choix technologique est moins onéreux que le système actif. Ce dernier utilisant davantage de composants électroniques pour l’équilibrage des accumulateurs.

Pour faire simple, dans le cas du système passif, lorsque la cellule atteint son niveau de fin de charge, l’excédent d’énergie est dissipé par effet joule dans un jeu de résistances. Cela permet aux autres accumulateurs d’arriver au même niveau et de s’équilibrer. La limite de ce procédé est liée au faible courant de balancing. Ce qui, en cas de fort déséquilibre, ne permettra pas de remettre l’ensemble des cellules au même niveau. Lors d’une étude technique, il faut tenir compte de la bonne aération du BMS afin d’évacuer correctement les calories. Pour les dispositifs actifs, l’énergie est redistribuée entre les cellules. A contrario, du système dissipatif qui peut être gourmand, toute l’énergie fournie est réutilisée, et cela autorise également de bien plus forts courants d’équilibrage.

Quelques exemples de fonctionnalités que l’on retrouve sur nos BMS :

Les fonctionnalités de protections habituelles :

SOH (état de santé de la batterie)
SOC (niveau de charge de la batterie)
DOD (profondeur de décharge de la batterie)
Energie totale depuis la première mise en service
Protocoles de communications externes (bus)

PCM (PROTECTION CIRCUIT MODULE)

On appelle PCM (Protection Circuit Module), une carte électronique dont la mission est de protégée la batterie. On retrouve le PCM sur les packs Lithium rechargeables. Le PCM se différencie du BMS (Battery Management System) sur les fonctionnalités qu’il propose. En effet, ne figurent que les systèmes de protection et non pas des fonctions annexes comme le balancing ou la gestion du SOC (state of charge), SOH (State of health), bus de communication, etc.

Cette carte intègre les fonctions de protections suivantes :